Ketika kecepatan suatu benda mengalami perubahan itu dikatakan percepatan. Percepatan adalah laju perubahan kecepatan terhadap waktu. Dalam bahasa sehari-hari, kata percepatan sering digunakan untuk menggambarkan keadaan bertambahnya kecepatan. Bagi kebanyakan orang-orang, pengalaman mereka dengan percepatan berasal dari iklan mobil. Ketika teriakan iklan komersial seperti “nol sampai enam puluh dalam enam koma tujuh detik” apa yang mereka katakan di sini adalah mobil khusus ini membutuhkan waktu 6,7 s untuk mencapai kecepatan 60 mph dari mulai benar-benar berhenti.
Contoh ini menggambarkan percepatan seperti yang biasa dipahami, tetapi percepatan dalam fisika adalah lebih dari sekedar peningkatan kecepatan.
Setiap perubahan dalam kecepatan dari benda menghasilkan percepatan dengan cara: meningkatkan kecepatan (apa yang orang biasanya artikan ketika mereka mengatakan percepatan), penurunan kecepatan (juga disebut deselerasi atau retardasi), atau mengubah arah.
Ya, itu benar, perubahan arah sebagai hasil dari gerak merupakan percepatan juga bahkan jika benda bergerak tidak mempercepat atau melambat. Itu karena percepatan tergantung pada perubahan kecepatan dan kecepatan adalah besaran vektor – dengan memperhatikan besar dan arah.
Dengan demikian, sebuah apel jatuh mampu mempercepat, mobil berhenti di lampu lalu lintas juga mengalami percepatan, dan planet yang mengorbit juga percepatan. Akselerasi terjadi kapan saja ketika ada peningkatan kecepatan benda, penurunan, atau perubahan arah.
Sama seperti kecepatan, ada dua macam percepatan: rata-rata dan sesaat. Percepatan rata-rata ditentukan selama suatu interval waktu “lama”. Kata lama dalam konteks ini berarti terbatas – sesuatu dengan awal dan akhir. Kecepatan pada awal interval ini disebut kecepatan awal (v) dan kecepatan di akhir disebut kecepatan akhir (v0) [v nol]. Percepatan rata-rata adalah jumlah terhitung sejak pengukuran.
|
Sebaliknya, percepatan sesaat diukur melalui interval waktu “singkat”. Kata singkat dalam konteks ini berarti jauh lebih kecil atau sangat kecil – tidak memiliki durasi atau batas apapun. Ini adalah matematika yang ideal yang hanya dapat direalisasikan sebagai limit. Tingkat limit dinyatakan dengan penyebut mendekati nol disebut turunan. Percepatan sesaat kemudian merupakan limit percepatan rata-rata dengan interval waktu mendekati nol – atau sebaliknya, percepatan adalah turunan dari kecepatan.
|
Percepatan adalah turunan dari kecepatan terhadap waktu, namun kecepatan itu sendiri merupakan turunan dari perpindahan terhadap waktu. Turunan adalah operasi matematika yang dapat diterapkan beberapa kali untuk sepasang perubahan besaran. Melakukannya sekali memberi Anda turunan pertama. Melakukan dua kali (turunan dari turunan) memberikan turunan kedua. Yang membuat percepatan turunan pertama kecepatan terhadap waktu dan turunan kedua dari perpindahan terhadap waktu.
|
a = |
dv |
= |
d |
dr |
= |
d2r |
|
|
dt |
dt |
dt |
dt2 |
Satu hal tentang notasi. Dalam penulisan matematika formal, vektor ditulis dengan huruf tebal. Skalar dan besaran vektor ditulis dengan huruf miring. Bilangan, pengukuran, dan satuan ditulis dalam roman (tidak miring, tidak tebal, tidak miring – teks biasa). Misalnya…
a = 9,8 m/s2, θ = -90 ° atau a= 9,8 m/s2 pada -90 °
(Catatan Desain:. Saya pikir huruf Yunani tidak terlihat baik pada layar ketika dicetak miring jadi saya telah memutuskan untuk mengabaikan aturan ini untuk huruf Yunani ketika tampilan font Unicode merupakan norma pada web)
Satuan
Menghitung percepatan melibatkan pembagian kecepatan oleh waktu – atau dalam istilah satuan, membagi meter per detik [m / s] oleh [s]. Membagi jarak dengan waktu dua kali adalah sama dengan membagi jarak dengan kuadrat waktu. Dengan demikian satuan SI percepatan adalah meter per detik kuadrat.
|
⎡ |
m |
= |
m/s |
⎤ |
|
s2 |
s |
Unit lain yang sering digunakan adalah percepatan gravitasi – g. Karena kita semua terbiasa dengan efek gravitasi pada diri kita sendiri dan benda-benda di sekitar kita itu membuat untuk standar nyaman untuk perbandingan percepatan. Semuanya terasa normal pada 1 g, dua kali lebih berat pada 2 g, dan lebih ringan pada 0 g. Satuan ini memiliki nilai tepat didefinisikan dari 9,80665 m/s2, tetapi untuk penggunaan sehari-hari cukup 9,8 m/s2, dan 10 m/s2 nyaman untuk perkiraan cepat.
Satuan yang disebut percepatan gravitasi (diwakili oleh Romawi g) tidak sama dengan fenomena alam yang disebut percepatan gravitasi (diwakili oleh g italic). Yang pertama memiliki nilai didefinisikan sedangkan yang kedua harus diukur. (Lebih lanjut tentang ini nanti.)